서 론

도시화로 인해 한정된 도심지에 인구가 집중되어 고밀도의 고층아파트 단지가 건설되고 있으며, 특히 런던이나 뉴욕과 같은 서구 지역에 비하여 서울을 포함한 아시아 도심지역의 거주인구는 매우 높고, 고층-고밀도 주거건물의 비율 또한 증가하고 있다(서울연구원, 2014). 도시화로 인한 도심지역의 주변온도 상승은 도심지역 내 건물높이와 밀도증가, 높은 열용량의 건축재료 및 지표면의 변화로 인한 증발산량의 감소로부터 발생된다(Oke et al., 1991). 도심지 내의 주변온도는 도시 열환경뿐만 아니라 도시 열섬, 건물의 에너지 소비, 열적쾌적감 등 도심에서 생활하는 사람들이 겪는 환경에 대해 영향을 미치는 중요한 요인 중 하나로 고려되고 있다(Akbari and Taha, 1992; Santamouris et al., 2011). 도심지역의 주변온도가 1°C 상승할 때, 건물의 전기에너지 소비가 9.2% 증가하는 것으로 분석되었으며(Fung et al., 2006), 주변온도에 대한 보행자 열 쾌적성 분석에 관한 연구에서 최대 1,111 W/m²의 일사에 노출되는 거리 보행 시 주변온도가 1°C 증가할 때 보행자의 피부온도가 1.5°C 증가할 수 있는 것으로 나타났다(정근주, 2010). 이처럼 도심지역의 주변온도 상승은 거주자 및 보행자에게 취약한 외부 열환경을 야기하며, 건물의 에너지 소비를 증가시킨다.

따라서 도심지역의 주변온도 개선은 주거공간의 보행자 및 거주자의 쾌적성을 향상시키기 위한 중요한 역할을 한다. 이에 따라 도심지역 고층아파트 단지의 외부 열환경에 대한 다수의 연구들이 발표되고 있다. 정숙진과 윤성환(2015)과 여인애 외(2009)는 건물의 차폐율과 건폐율이 아파트 단지 외부공간에 미치는 영향에 대한 시뮬레이션을 통해 건물의 밀도에 따른 외부 열환경을 분석하였으며, 윤성환과 정선영(2009)과 김철희 외(2009)는 시뮬레이션 분석을 통해 고층아파트 단지 내 건물의 주동형태 및 배치유형에 따른 외부 열환경 평가 등의 연구를 수행하였다. 이러한 도심지역 아파트 단지의 외부 열환경에 대한 기존 연구는 주로 보행자의 외부온열환경을 파악하기 위한 연구가 주로 이루어지며, 이에 따라 외부 열환경을 평가하기 위한 평균복사온도 및 외기온도 산정을 도심지 내 보행자 높이의 온도를 기준으로 하고 있다(윤성환과 정선영, 2009; 김철희 외, 2009).

지표면으로부터의 외기온도의 수직적인 변화는 본래 일정하지 않지만, 도심지 내 건물의 밀도가 높아지면 외기온도의 수직적 변화의 양상도 다르게 되고 이는 보행자의 열환경 악화뿐만 아니라 고층주거부의 거주자에게 열환경 및 에너지 소비에 악영향을 미칠 가능성도 있다. 이와 유사한 문제의식에서 수직높이에 따른 건물 주변의 외기온도를 통한 외부 열환경에 관한 연구가 일부 수행된 바가 있다. 옥치상(2001)은 여름철 및 겨울철 고층아파트의 층별에 따른 외기온도 측정을 통해 아파트 단지의 온열환경에 대해 분석한 바 있으며, 황지욱과 김소정(2003)은 주거건물 형태에 따른 외부 열환경 분석 연구를 통해 각 층별로 온도차이가 발생할 수 있으므로 각 층별로 열섬과 불쾌지수를 측정할 필요성을 언급하기도 하였다. 특히, 안원식(2012)은 고층아파트 입지에 따른 단지 내 온도변화에 관한 연구에서 고층아파트 건설 후 건물높이보다 낮은 고도에서는 단지 내 온도가 감소하는 것을 보고한 바 있다.

그러나 이러한 연구들은 대부분 고층아파트의 형태와 밀도 변화가 없는 단일 아파트 단지에서 외부 열환경 평가를 진행하고 있어, 고층아파트 단지 내 건물의 주동형태와 밀도 특성을 반영하고 보행자와 거주자를 모두 고려한 외부 열환경에 관한 연구는 아직 미흡한 상태이다. 따라서 고층아파트 건물의 주동형태와 밀도에 따른 건물주변 외부수직온도를 분석함으로써, 도심지역의 고층아파트 단지 내 보행자와 거주자의 열적 쾌적성 향상 및 에너지 소비 저감을 위한 건축물 및 단지설계 전략수립에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

본 연구의 목적은 실험과 시뮬레이션을 바탕으로 여름철 도심지역의 고층아파트 주동형태와 밀도에 따른 수직온도분포 경향을 파악하고, 수직온도분포를 고려한 고층아파트 단지 보행자와 거주자의 외부 열환경을 분석하는 것이다. 이를 위하여 도시 미기후 해석이 가능한 ENVI-met 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 각 아파트 단지에 대하여 건물의 외부 수직온도를 해석하였다. 또한 아파트 건물에서의 외부 수직온도 실측을 통해 고층아파트 단지 내 외부 열환경 해석기법을 검증하였다.

외부 열환경 시뮬레이션

ENVI-met 시뮬레이션 프로그램(Bruse and Fleer, 1998)은 3차원 모델링으로 기후조건과 도시공간구성을 통해 해석영역 내 외기온도, 풍향, 풍속 등을 예측할 수 있다. 또한 도시 미기후 및 지표면, 건물 사이의 복잡한 상호작용을 과도상태로 해석하여 시간에 따른 미기후를 재현할 수 있는 장점을 가진다. 본 연구에서 연구대상으로 서울에 위치한 고층아파트 단지를 선정하여 주동형태와 밀도유형을 구분하고 유형별로 단순화하여 모델링하였다. 이와 함께 단지 내 주변온도 변화를 비교하기 위해 저층 및 고층아파트 단지와 교외지역을 비교대상으로 선정하였다.

기류해석모델 및 경계조건

공기의 흐름에 영향을 미치는 구조물은 난류가 발생하는 원인이 되며 이러한 영향을 모사하기 위한 ENVI-met 시뮬레이션 해석 난류모델은 Two-equation 난류동적에너지 모델(Turbulence Kinetic Energy (TKE) model)과 혼합길이 모델(Mixing-length model) 두 가지 중 해석모델에 따라 선택하여 적용할 수 있다. 측면경계조건(LBC, Lateral boundary condition)은 온도, 습도, 난류변수에 대한 조건을 의미한다. 본 연구에서는 국지적 난류와 소산율을 이용하여 난류를 예측하는 TKE 모델을 사용하였으며, 해석모델에서 산출된 운동에너지와 소산율 수직 프로파일을 유입경계로 복사하여 도시 공간 해석 시 가장 안정적인 경계조건 설정방식으로 알려진 밀폐경계(closed boundary)를 사용하여 해석모델을 구성하였다.

시뮬레이션의 경계조건은 Table 1과 같다. 여름철 평균 기후(Average day)와 가장 더운 날(Hottest day)의 기후조건에서 건물에 의한 주변온도 변화의 영향을 분석하기 위해 두 기후 경계조건하에 시뮬레이션이 수행되었다. 여름철 평균 기후의 경계조건은 2016년도 7-8월 기상데이터의 평균값을 기준으로 입력 값을 산정하였다. 최고기온은 15시 32.6°C, 최저기온은 07시 24.5°C이며, 풍속의 경우 여름철 평균풍속인 2.7 m/s로 설정하였다. 가장 더운 날의 기후조건의 경우, 기상청의 2016년도 기상데이터를 이용하여 여름철 낮 최고기온을 보이는 8월 11일 데이터를 기준으로 입력 값을 산정하였다. 최고기온은 15시 36.4°C, 최저기온은 07시 28.1°C이며, 상대습도의 경우 최고기온과 최저기온 시간대에서의 상대습도 값을 이용하여 40%, 60%로 설정하였다. 두 경계조건에서 운량의 경우, 여름철 평균 운량을 고려하여 맑음을 나타내는 0으로 설정하였다. 교외지역과 도심지역을 구분하는 지표면 형태 계수인 거칠기 길이(Roughness length)는 교외지역은 0.001, 도심지역은 0.1로 입력하였다.

Table 1. Boundary condition of simulation cases considering building shape and density

시뮬레이션 케이스

건물의 형태와 밀도를 고려한 시뮬레이션 케이스는 Table 2와 같다. Base는 건물 및 인공지표면의 영향이 없는 교외지역으로, 아파트 단지 입지에 의한 주변온도 상승에 대한 영향을 분석하기 위한 기준으로 설정되었으며, Case L과 H는 건물의 높이에 따른 영향을 확인하기 위해 5층의 저층아파트와 35층의 고층아파트로 설정되었다. Case L-1, L-2, H-1, H-2는 아파트 단지 내 건물의 밀도에 따른 영향을 분석하기 위해 설정되었으며, 이와 함께 주동형태에 따른 영향을 분석하기 위해 P와 T케이스를 추가로 시뮬레이션 하여 시뮬레이션 케이스를 총 9가지의 케이스로 구성하였다.

Table 2. Simulation cases considering building shape and density

1) P: Plate type, T: Tower type

Case L-1, L-2, H-1, H-2에서 아파트 단지 내 건물의 밀도는 Figure 1과 같이 대지면적(A_L)내 저층 건물군과 고층 건물군의 건물의 바닥면적(A_P)과 전면면적(A_F)에 따른 도시밀도를 비교할 수 있는 평면 면적밀도(λ_P, Urban plan area density)와 입면 면적밀도(λ_F, Frontal area density) 두 지표(Macdonald et al., 1998)를 이용하였다.

Figure 1. Depiction of (a) The urban plan area density and (b) Frontal area density, (c) An example of urban density

Table 3의 시뮬레이션 케이스에서 평면 면적밀도(λ_P)와 입면 면적밀도(λ_F)는 용적률과 아파트 건물의 수직높이를 고려하기 위하여 반영한 지표로 서울에 위치한 실제 아파트 8개 단지(A~H) 내 건물의 밀도를 산정하여 이를 고려한 범위를 시뮬레이션에 반영하였고, 건물 주동형태는 판상형(Plate type)과 탑상형(Tower type)로 구분하여 아파트 단지 내 건물의 주동형태와 밀도에 따른 외부 열환경을 분석하였다.

Table 3. Comparison of apartment building densities in Seoul

시뮬레이션 모델링은 500 m × 500 m 대지면적 내 저층아파트는 15 m 높이의 5층 아파트, 고층아파트는 100 m 높이의 35층 아파트로 가정하였으며, 대지면적 및 건물의 바닥 면적이 동일한 조건에서 단지 내 아파트 건물의 수를 16~36개동으로 변화시켰다. 단지 내 도로 피복 재료는 아스팔트와 벽돌로 구성되며, 건물 재료는 콘크리트로 구성하였다.

아파트 단지 외부 열환경 해석모델 검증

검증실험 방법

ENVI-met을 이용한 아파트 단지 내 고층건물의 외부수직온도 해석모델의 검증 및 경계조건의 적정성을 평가하기 위한 검증실험을 수행하였다. 대상 건물은 경기도에 위치한 지상 25층 지하 2층 규모의 아파트 단지로 단지 면적은 약 12,000 m², 아파트 건물의 높이는 약 80 m이다. 아파트 외부 수직위치에 따른 외기온도는 보행자 높이(1.5 m), 1층(2.5 m), 5층(15 m), 15층(45 m), 25층(75 m)의 높이에서 열전대(Hobo T-type thermo couple UX-100, USA)를 이용하여 계단실 외측 벽에서 약 0.5 m 떨어진 지점에서 1분 간격으로 측정하였다. 열전대는 직달 일사의 영향을 받지 않도록, 통풍이 되는 일사차단막 내부에 고정 설치하여 외기온도를 측정하였다.

검증 시뮬레이션

 ENVI-met에서 구현된 아파트 단지의 모델은 Figure 2와 같으며, 경계조건은 Table 4와 같다. 검증 시뮬레이션의 기후데이터는 검증실험이 수행된 2016년 8월 18일의 기상데이터를 사용하였다. 검증실험 위치로부터 약 150 m 떨어진 지점에 위치한 기상대(기상청 368번 기상대)의 데이터를 이용하였으며, 최고온도는 15시 33.5°C, 풍속은 1.24 m/s, 풍향은 22.7°로 설정하였다. 운량은 측정 당시 구름 없이 맑았으므로 0으로 설정하였으며, 지표면 거칠기의 경우 도심지역 0.1로 설정하였다.

Figure 2. ENVI-met modeling and surface configuration of measurement area

Table 4. Boundary condition of validation simulation case

외부 열환경 해석모델 및 경계조건의 적정성과 관련하여 수직격자 구성방법과 일사계수(Solar Radiation Factor)는 해석결과에 중요한 영향을 미칠 수 있는 주요한 인자로써, 검증실험 결과와의 비교를 통하여 실험결과를 가장 잘 설명할 수 있는 수직격자 구성 및 일사계수를 선정하고자 하였다. 수직격자 구성방식은 수직 높이를 동일한 크기의 격자로 나누는 등거리방식(Equidistant)과 점차적으로 격자크기를 증가시키는 신축방식(Tele-scoping)을 고려하였으며, 일사계수는 태양복사 에너지를 조정할 수 있는 변수로 1.0-1.5의 범위 사이의 값을 0.1의 간격으로 반영하였다.

외부 열환경 해석모델 검증 결과 및 분석

Figure 3은 수직격자 구성과 일사계수 변화에 따른 시뮬레이션과 실험측정값의 비교결과를 나타낸다. 수직격자 구성방식에 따른 차이는 크지 않은 것으로 나타났으며, 일사계수의 경우 일사계수 1.5일 때 일사에 의해 지표면 가열이 증가하는 시간(09시~13시)에서의 시뮬레이션 결과 값이 실험값과 유사한 경향으로 상승하였으며 최대온도의 차이가 가장 적게 나타났다. 따라서 본 연구에서는 분석대상 건물의 높이별 분석이 상대적으로 용이한 등거리 방식을 수직격자 구성방법으로 선택하고 일사계수 1.5의 값을 채택하여 시뮬레이션을 수행하였다.

Figure 3. Simulation validation results according to vertical grid layout and solar radiation  factor variation 

외부 열환경 시뮬레이션 결과 및 고찰

지표면 온도

Table 5는 여름철 평균적인 날과 가장 더운 날의 아파트 단지의 지표면 온도를 나타낸 것이며, 이 중 가장 더운 날의 지표면 온도분포 시뮬레이션 결과를 Figure 4에서 도시하였다. 일반적으로 가장 더운 날의 지표면 온도가 최고 53.3°C로 여름철 평균적인 날에 비하여 높은 가운데, 평균적인 날에도 지표면 온도는 시뮬레이션 케이스에 따라 최고 49.0°C까지 상승하는 것을 확인할 수 있다.

Table 5. Summary of ground surface temperature on the average and hottest day (unit: °C)

Figure 4. Ground surface temperature profile according to apartment building shape and densities at 14:00 PM on the hottest day                                  (unit:°C)

고층 아파트(Case H-1-P, Case H-1-T, Case H-2-P, Case H-2-T)의 지표면 온도는 저층 아파트(Case L-1-P, Case L-1-T, Case L-2-P, Case L-2-T)의 지표면 온도보다 낮게 나타나며, 이는 고층건물로 인한 음영발생으로 인한 것으로 판단된다. 이와 유사한 경향은 아파트 밀도에 따른 시뮬레이션 결과에서도 확인된다. 고밀도 아파트(Case L-2-P, Case L-2-T, Case H-2-P, Case H-2-T)의 지표면 온도는 저밀도 아파트(Case L-1-P, Case L-1-T, Case H-1-P, Case H-1-T)보다 낮게 나타났으며 이 역시 음영면적 증가로 인한 결과로 판단된다.

한편 탑상형 아파트(Case L-1-T, Case L-2-T, Case H-1-T, Case H-2-T)의 지표면 온도는 판상형 아파트(Case L-1-P, Case L-2-P, Case H-1-P, Case H-2-P)의 지표면 온도보다 높게 나타남을 확인할 수 있다. 동일한 평면 면적밀도라면 탑상형 아파트에서 일영면적이 적게 발생하므로 일사에 의한 지표면 가열이 증가한 결과로 이해할 수 있다.

보행자 높이에서의 외부 열환경

Table 6은 여름철 평균적인 날과 가장 더운 날의 보행자 높이 외기온도를 나타낸 것이며, 보행자 높이의 외기온도는 보행자의 외부 열환경을 추정할 수 있는 지표로서 의미를 가진다. 가장 더운 날에는 최대 37.5°C로 여름철 평균적인 날보다 높게 나타나며, 평균적인 날에도 보행자 높이 외기온도가 일부 시뮬레이션 케이스에서 최대 34.3°C로 나타나 평균적인 날의 외기온도 조건인 32.6°C보다 높게 나타남을 확인할 수 있다.

Table 6. Summary of outdoor temperature at pedestrian level (2.0m) on the average and hottest days (unit:°C)

평균적인 날과 가장 더운 날 모두 고층 아파트(Case H-1-P, Case H-1-T, Case H-2-P, Case H-2-T)의 보행자 높이 평균 외기온도는 저층 아파트(Case L-1-P, Case L-1-T, Case L-2-P, Case L-2-T)의 평균 외기온도보다 낮게 나타난다. 이는 지표면 온도의 경향과 동일하므로 보행자 높이에서의 외부 열환경이 지표면 온도에 영향을 받고 있음을 유추할 수 있다.

여름철 가장 더운 날 고밀도 아파트(Case L-2-P, Case L-2-T, Case H-2-P, Case H-2-T)의 보행자 높이 외기온도는 저밀도 아파트(Case L-1-P, Case L-1-T, Case H-1-P, Case H-1-T)보다 높게 나타났지만, 평균적인 날에는 고밀도 아파트의 보행자 높이 외기온도가 저밀도 아파트보다 낮게 나타남을 확인할 수 있다. 또한 탑상형 아파트(Case L-1-T, Case L-2-T, Case H-1-T, Case H-2-T)의 보행자 높이 외기온도는 판상형 아파트(Case L-1-P, Case L-2-P, Case H-1-P, Case H-2-P)의 보행자 높이 외기온도보다 낮게 나타난다. 이는 지표면 온도 경향과 일치하지 않는 결과로 보행자 높이에서의 외기온도가 일사에 대한 영향 뿐만 아니라 밀도 증가 및 주동간격 변화에 의한 외기유동 정체의 영향도 함께 받고 있기 때문이다.

Figure 5는 밀도에 대한 영향을 평면 면적밀도와 입면 면적밀도로 상세히 구분하여 분석한 결과이다. Figure 5(a)와 같이 평면 면적밀도가 0.07에서 0.14로 증가하면서 아파트 높이(저층, 고층)와 주동형태(판상형, 탑상형) 모두에서 보행자 높이의 외기온도가 상승하였으며, 이러한 상승 경향은 고층아파트에서 더욱 뚜렷하게 나타남을 확인할 수 있다. 이는 고층아파트의 평면 면적밀도 증가 시 주동간격이 좁아 단지 내 외기유동이 정체되므로 열고임 현상이 더욱 뚜렷하게 나타나기 때문으로 판단된다. 반면 저층아파트의 경우 이러한 상승경향이 상대적으로 작게 나타나지만 주동형태가 판상형인 아파트 단지에서의 보행자 높이의 외기온도는 높게 나타남을 확인할 수 있다. Figure 5(b)와 같이 입면 면적밀도의 경우 역시 입면 면적밀도 상승에 따른 보행자 높이에서의 외기온도가 상승함을 확인할 수 있다.

Figure 5. The change of average outdoor temperature according to the density at 2.0 m above ground on the hottest day

거주자 높이에서의 외부 열환경

Table 7은 여름철 평균적인 날과 가장 더운 날의 거주자 높이에서의 외기온도를 나타낸 것이다. 각 층에서의 외기온도는 거주자가 경험할 수 있는 열적 쾌적성을 추정할 수 있는 지표로서 의미를 가진다. 평균적인 날과 가장 더운 날 모두 고층 아파트(Case H-1-P, Case H-1-T, Case H-2-P, Case H-2-T)의 15 m에서의 외기온도는 저층 아파트(Case L-1-P, Case L-1-T, Case L-2-P, Case L-2-T)의 외기온도보다 낮게 나타나며, 이는 상층부에서도 동일하게 나타남을 확인할 수 있다. 반면에 고밀도 아파트(Case L-2-P, Case L-2-T, Case H-2-P, Case H-2-T)의 외기온도는 저밀도 아파트Case L-1-P, Case L-1-T, Case H-1-P, Case H-1-T)보다 높게 나타났으며, 판상형 아파트(Case L-1-P, Case L-2-P, Case H-1-P, Case H-2-P)의 외기온도는 탑상형 아파트(Case L-1-T, Case L-2-T, Case H-1-T, Case H-2-T)의 외기온도보다 높게 나타남을 확인할 수 있다. 이는 보행자 높이의 외기온도 경향과 유사한 결과로 건물의 밀도 증가와 주동형태에 따른 건물의 주동간격 변화로 인해 외기온도가 상승한 결과로 판단된다.

Table 7. Summary of outdoor temperature at various heights on the average and hottest day (parentheses values represent outdoor temperature at the height without buildings.) (unit:°C)

Figure 6은 여름철 가장 더운 날의 수직외기온도 분포를 나타낸 것으로 Figure 6(a)에서 보는 것과 같이 저층 아파트 단지의 경우 밀도나 주동형태에 따른 보행자 높이의 외기온도 차이가 크지 않으며, 이러한 경향은 아파트 상층부에서도 거의 동일하게 유지된다. 반면 Figure 6(b)과 같이 고층 아파트 단지의 경우 보행자 높이에서 밀도나 주동형태에 따른 외기온도가 큰 폭으로 영향을 받지만 이러한 경향은 아파트 상층부로 갈수록 영향이 작아짐을 확인 할 수 있다. 또한 고층 아파트의 15 m에서의 외기온도는 저층 아파트의 외기온도에 비해 낮게 나타났으나, 상층부로 갈수록 고층 아파트와 저층 아파트의 거주자 높이 외기온도차이가 작아짐을 확인할 수 있다. 이러한 결과는 특히 고층 아파트 단지를 계획할 때에 외부 열환경 개선을 위하여 밀도 및 주동형태를 적극적으로 고려해야 함을 시사한다.

Figure 6. Maximum vertical temperature profiles of rural area, (a) low-rise apartment and (b) high-rise apartment complex on the hottest day (Solid line represents outdoor temperature at the simulated buildings)

Figures 7과 8은 여름철 평균적인 날과 가장 더운 날의 아파트 단지 내 층별 외기온도 분포를 나타낸 것이다. 저층 아파트의 보행자 및 거주자 높이 외기온도는 기후조건에 따라 밀도나 주동형태에 따른 외기온도 차이가 크게 나타나지 않지만, 고층 아파트의 경우 고밀도 아파트가 저밀도 아파트보다 기후조건에 따른 외기온도 변화가 크게 나타났다. 이는 고층 아파트 단지에서 건물의 밀도가 단지 내 열고임 현상에 큰 영향을 미치고 이에 따라 외기온도가 상승한 것으로 판단된다. 또한 고층 고밀도 아파트 단지에서 평균적인 날에는 보행자 및 거주자의 외기온도가 큰 차이를 보이지 않지만, 가장 더운 날에는 외기온도 차이가 크게 나타남을 확인할 수 있다. 이러한 경향은 고층아파트 건물의 주동형태와 밀도에 따라 보행자 및 거주자의 열적 쾌적성 및 에너지 소비의 차이가 발생할 수 있음을 의미한다.

Figure 7. Outdoor temperature distribution by floor 2.0 m (pedestrian level) above ground of Case L and H on the average day and hottest day

Figure 8. Outdoor temperature distribution by floor 15 m above ground of Case L and H, and 40 m, 60 m, and 100 m above ground of Case H on the average day and hottest day

결 론

본 연구에서는 고층아파트 단지의 건물의 주동형태와 밀도에 따른 건물의 외부 수직온도 분포를 통해 보행자와 거주자의 외부 열환경에 대해 분석하였으며, 분석 결과는 다음과 같다.

(1)가장 더운 날 아파트 단지 내 지표면 온도 분석결과, 아파트 높이(저층, 고층) 및 밀도(저밀도, 고밀도), 주동형태(판상형, 탑상형) 모두에서 음영발생이 증가하는 케이스에서 지표면 온도가 낮은 것으로 나타나, 지표면 온도는 일영면적에 따른 일사에 의한 지표면 가열의 영향이 큰 것으로 분석되었다.

(2)아파트 높이(저층, 고층)와 주동형태(판상형, 탑상형) 모두에서 평면 면적밀도(λ_P) 및 입면면적 밀도(λ_F) 증가에 따른 보행자 높이의 외기온도가 상승하는 것으로 나타났으며, 고층아파트의 경우 이러한 상승경향이 상대적으로 크게 나타나 단지 내 건물의 밀도 증가가 외부 열환경 악화에 영향을 미치는 것으로 판단된다.

(3)저층 아파트 단지의 경우 밀도나 주동형태에 따른 보행자 높이의 외기온도 차이가 크지 않으며, 이러한 경향은 아파트 상층부의 거주자 높이에서도 거의 동일하게 유지된다. 반면 고층 아파트 단지의 경우 보행자 높이에서 밀도나 주동형태에 따른 외기온도가 큰 폭으로 영향을 받으며, 가장 더운 날 고층 아파트의 경우 상층부로 갈수록 밀도에 따른 외기온도 영향이 커짐을 확인 할 수 있다.

본 연구 결과는 아파트 단지 내 보행자와 거주자의 외부 열환경 향상 및 에너지 소비 저감을 위한 단지설계를 위한 자료로 활용될 수 있다. 향후 고층아파트에서의 수직풍속에 따른 온도분포를 분석할 것이며, 또한 추가적인 인공배열의 반영 및 기상자료와의 검증을 통해, 인공배열로 인한 주변온도 상승을 반영하지 못하는 점과 시뮬레이션 초기 값으로 건물 온도를 고정하는 한계점을 보완하기 위한 연구를 수행할 것이다.